KR101490484B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 절연 기판 위에 제1 접착제와 혼합된 구형 간격재를 도포하는 단계, 구형 간격재 위에 제2 접착제를 도포하는 단계, 제2 접착제와 접촉하도록 제2 절연 기판을 정렬하는 단계, 및 제1 접착제와 제2 접착제를 경화하여 구형 간격재를 제1 절연 기판 및 제2 절연 기판에 부착하는 단계를 포함한다.
구형 간격재, 접착제, 셀 갭, 휘도

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판과 색필터가 형성되어 있는 색필터 표시판 사이에 액정이 충진되어 있다. 이러한 액정 표시 장치는 노트북, 모니터, 텔레비전, 핸드폰 등의 다양한 제품의 표시 장치로 널리 이용되고 있다. 따라서 더욱 얇고 가벼우며, 값싸고 튼튼한 가요성(flexible) 표시판이 요구되고 있다.
가요성 표시판을 얻기 위해서는 박막 트랜지스터 또는 색필터를 형성하는 절연 기판으로 가요성 기판을 사용하여야 한다. 이런 가요성 기판 재료로서는 고내열성, 고투과성, 저수축성의 플라스틱 기판 또는 매우 얇아서 깨지지 않고 쉽게 휠 수 있는 유리를 사용하거나 이들의 하이브리드형을 사용할 수 있다.
이러한 가요성 표시판을 구부리는 경우 기판 가장자리와 기판 중심에서의 구 부러짐 정도가 달라지게 되어 중심과 가장자리에서의 셀 갭이 다르게 된다. 즉, 기판 중심은 기판이 눌러주어 셀 갭이 줄어드나 기판 가장자리는 기판의 탄성을 이기지 못해 셀 갭이 커지게 되는 것이다.
이처럼 셀 갭이 변화하게 되면 셀 갭 변화에 따라서 휘도가 다르게 되고, 고정되지 않은 간격재가 이동하여 배향막이 손상되는 등의 불량이 발생한다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 안정적인 셀 갭을 유지하여 균일한 휘도를 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 절연 기판 위에 제1 접착제와 혼합된 구형 간격재를 도포하는 단계, 구형 간격재 위에 제2 접착제를 도포하는 단계, 제2 접착제와 접촉하도록 제2 절연 기판을 정렬하는 단계, 및 제1 접착제와 제2 접착제를 경화하여 구형 간격재를 제1 절연 기판 및 제2 절연 기판에 부착하는 단계를 포함한다.
구형 간격재의 도포 방법은 롤프린팅 방법일 수 있다.
제1 접착체 및 제2 접착제는 동일한 물질일 수 있다.
제1 접착제와 제2 접착제를 경화하여 구형 간격재를 제1 절연 기판 및 제2 절연 기판에 부착하는 단계는 UV 조사로 제1 및 제2 접착제를 1차 경화하는 단계, 열처리로 제1 및 제2 접착제를 연화한 후 제1 절연 기판과 제2 절연 기판을 압착하는 단계, 및 UV 조사로 제1 및 제2 접착제를 2차 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 접착제는 아크릴계 접착제일 수 있다.
UV 조사는 30초 이내로 실시할 수 있다.
는 100℃의 온도에서 30분 동안 실시할 수 있다.
절연 기판은 가요성 기판일 수 있다.
가요성 기판은 플라스틱 기판일 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 마주하는 제1 및 제2 절연 기판, 제1 및 제2 절연 기판 사이에 채워진 액정, 제1 및 제2 절연 기판 사이에 형성되며 제1 및 제2 절연 기판과 접촉하는 복수의 구형 간격재, 그리고 구형 간격재를 제1 및 제2 절연 기판면에 부착하는 접착제를 포함한다.
접착제가 제1 절연 기판과 접촉하는 면적과 제2 절연 기판과 접촉하는 면적은 제1 절연 기판까지의 거리와 제2 절연 기판까지의 거리가 동일한 평면을 따라 자른 구형 간격재의 단면적보다 클 수 있다.
접착제가 제1 절연 기판과 접촉하는 면적과 제2 절연 기판과 접촉하는 면적은 제1 절연 기판까지의 거리와 제2 절연 기판까지의 거리가 동일한 평면을 따라 자른 구형 간격재의 단면적 및 접착제의 단면적의 합보다 클 수 있다.
접착제는 아크릴계 접착제일 수 있다.
절연 기판은 가요성 기판일 수 있고, 가요성 기판은 플라스틱 기판일 수 있다.
이와 같이 간격재의 상부에 접착제를 추가하면 간격재의 접착력이 향상되어 기판이 휘더라도 균일한 셀 갭을 유지할 수 있다.
따라서 균일한 휘도를 가지는 고품질의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 두 표시판 사이에 충진되어 있는 액정층(도시하지 않음)으로 이루어진다.
하부 표시판(100)은 가요성 절연 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있고, 이들과 연결되어 있는 화소 전극을 포함한다.
가요성 절연 기판은 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰산(polyether sulfonate), 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리아크릴레이트(polyacrylate)에서 선택된 적어도 하나의 물질로 이루어진 유기막을 포함한다. 가요성 절연 기판은 이러한 유기막의 양면에 차례로 형성되어 있는 아크릴계 수지 등의 하부 도포막(under-coating)(도시하지 않음), SiO2 또는 Al2O3 등의 장벽층(barrier)(도시하지 않음) 및 아크릴계 수지 등의 경성 도포막(hard-coating)(도시하지 않음) 따위를 더 포함할 수 있다. 이러한 층이나 막들은 가요성 절연 기판의 물리적 화학적 손상을 방지한다.
상부 표시판(200) 또한 하부 표시판(100)과 같은 가요성 절연 기판으로 이루어지며, 절연 기판 위에 색필터, 공통 전극 등이 형성되어 있다. 색필터는 하부 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
(100, 200) 사이에는 두 기판 사이의 간격을 유지하기 위한 구형 간격재(320)가 산포되어 있으며, 구형 간격재(320)는 접착제(32)에 의해서 두 기판에 부착되어 있다.
본 실시예에 따른 접착제(32)는 구형 간격재(320)를 중심으로 기판면을 따라서 퍼진 모양을 가진다. 즉, 접착제(32)는 구형 간격재(320)에 포함되어 구형 간격재(320) 사이를 연결하고, 구형 간격재(320)의 상, 하부에 위치하는 접착제(32)는 표시판(100, 200)의 면을 따라서 확산되어 구형 간격재(320)와 표시판(100, 200)을 고정한다.
이처럼 본 실시예에서는 구형 간격재(320)가 (200, 100)의 기판에 접착제(32)에 의해서 구형 간격재(320)의 상, 하부 모두에 부착되므로, 액정 셀을 구부릴 경우 액정 셀의 가장자리에서도 구형 간격제(320)로 인해서 기판이 벌어지지 못하게 된다. 즉, 도 2에서와 같이 액정 셀을 구부릴 때 셀의 중심(A)에서는 양쪽 기판이 누르는 힘이 작용하여 셀 갭이 좁아지고, 셀의 가장자리(B)에서는 양쪽 기판이 벌어지려고 한다. 그러나 구형 간격재(320)의 접착제(32)가 가장자리에서 기판을 꽉 잡아주기 때문에 셀의 가장자리에서 셀 갭이 증가하지 않는다.
따라서 셀 갭을 균일하게 유지할 수 있어 균일한 휘도를 형성할 수 있다.
이상 설명한 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 3 및 4와 기 설명한 도 1을 참조하여 설명한다.
먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 상, 하부 모기판을 각각의 공정으로 완성(S100, S200)한다. 하부 모기판은 도 1의 하부 표시판을 복수 개로 형성할 수 있는 기판이고, 상부 모기판은 도 1의 상부 표시판을 복수 개로 형성할 수 있는 기판이다. 다음으로 상하부 모기판을 결합하고 액정이 충진되는 위치를 한정하기 위한 밀봉재를 형성한다(S202). 밀봉재는 광, 예를 들어 UV에 의해서 경화되는 물질로 형성할 수 있다. 다음으로 밀봉재 내에 액정 물질을 적하한다(S204).
이후 상, 하부 모기판 중 하나의 모기판에 상, 하부 모기판의 간격을 유지 시키기 위한 구형 간격재를 형성한다(S102). 본 실시예에서는 하부 모기판에 형성한다.
구형 간격재(320)는 롤 인쇄(roll print) 방법으로 형성할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 홈(H)이 형성되어 있는 유리 마스크(10) 위에 구형 간격재(320)가 포함되어 있는 접착제(32)를 홈(H)에 채운다.
그런 다음 롤을 이용하여 마스크(10) 위에 있는 구형 간격재(320)를 롤의 표면으로 전사 시킨다. 이후 롤의 구형 간격재(320)를 모기판(100)에 전사시킨다(S102).
다시 도 2를 참조하면, 구형 간격재(320) 위에 접착제(32)를 추가 전사한다(S104). 접착제(32)는 구형 간격재를 형성한 방법과 동일하게 형성할 수 있다. 즉, 구형 간격재(320)를 도포할 때 사용한 유리 마스크(10)에 접착제를 채운 후 롤을 이용하여, 전사된 구형 간격재(320) 위에만 접착제를 추가로 전사할 수 있다.
구형 간격재(320)를 전사할 때 포함된 접착제(32)는 전사된 후 모기판(100)쪽으로 흘러 구형 간격재(320)의 상부에는 접착제(32)가 거의 없다. 그러나 본 발명에서와 같이 접착제(32)를 추가 투입하면 구형 간격재(320)의 상부에도 충분한 접착제가 남겨진다.
접착제(32)는 UV에 경화 가능한 아크릴 계열 접착제를 사용하고, 에폭시(epoxy) 수지를 더 포함할 수 있다.
이후 구형 간격재(320) 위의 접착제(32)에 상부 모기판(200)이 접촉하도록 정렬시킨다(S300). 그런 다음 UV 조사로 구형 간격재(320)를 포함하는 접착제(32)의 1차 경화를 실시한다(S302). 1차 경화는 두 모기판이 움직이지 않도록 고정하는 단계이다. UV 조사는 30초 이내의 시간 동안 진행한다.
UV 조사는 상부 모기판을 정렬시키기 전에 실시할 수 있으나, 경화 공정과 정렬 공정을 하기 위해서 챔버를 이동해야 하므로 정렬시킨 후 하는 것이 바람직하다.
이후 소정 시간동안 열처리를 진행한다(S304). 1차 경화전에 접착제(32)는 대부분 구형 스페이서 내에 포함되고 기판면에는 충분하지 못한 상태에서 1차 경화로 고정될 수 있다. 따라서 본 발명에서와 같이 열처리를 실시하면 접착제(32)가 유동성을 가지게 되는데, 그러면 도 1에 도시한 바와 같이 접착제(32)가 모 기판의 표면을 따라 퍼지게 되어 접착제(32)와 두 기판이 접촉하는 면적을 증가시킬 수 있다.
충분히 접착제(32)가 유동성을 가지고 기판 면을 따라서 퍼지면 열처리를 중단한다. 열처리는 100℃의 온도에서 30분 정도로 진행하는 것이 바람직하다.
이후 UV 조사를 실시하여 접착제(32)의 2차 경화를 진행한다(S306). 이때, 접착제(32)는 더 이상 움직이지 않도록 경화되며 열처리에 의해서 확산된 모양으로 고정된다.
그리고 나서 결합되어 있는 두 모기판을 절단하여 액정 셀 단위로 분리(S308)한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 구부렸을 때를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 액정 셀을 제조하는 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 인쇄법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 유미 마스크
32: 접착제 100: 하부 표시판
200: 상부 표시판 320: 구형 스페이서
H: 홈

Claims (15)

  1. 제1 절연 기판 위에 제1 접착제와 혼합된 구형 간격재를 도포하는 단계,
    상기 구형 간격재 위에 제2 접착제를 도포하는 단계,
    상기 제2 접착제와 접촉하도록 제2 절연 기판을 상기 제1 절연 기판과 정렬하는 단계 그리고
    상기 제1 접착제와 상기 제2 접착제를 경화하여 상기 구형 간격재를 상기 제1 절연 기판 및 상기 제2 절연 기판에 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 접착제와 상기 제2 접착제를 경화하여 상기 구형 간격재를 상기 제1 절연 기판 및 상기 제2 절연 기판에 부착하는 단계는
    UV 조사로 상기 제1 및 제2 접착제를 1차 경화하는 단계,
    열처리로 상기 제1 및 제2 접착제를 연화한 후 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판을 압착하는 단계 그리고
    UV 조사로 상기 제1 및 제2 접착제를 2차 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 접착제는 상기 구형 접착제를 둘러싸는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 구형 간격재의 도포 방법은 롤프린팅 방법인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 접착체 및 제2 접착제는 동일한 물질인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 접착제는 아크릴계 접착제인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 UV 조사는 30초 이내로 실시하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 열처리는 100℃의 온도에서 30분 동안 실시하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 절연 기판은 가요성 기판인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 가요성 기판은 플라스틱 기판인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 마주하는 제1 및 제2 절연 기판,
    상기 제1 및 제2 절연 기판 사이에 채워진 액정,
    상기 제1 및 제2 절연 기판 사이에 형성되며 상기 제1 및 제2 절연 기판과 접촉하는 복수의 구형 간격재, 그리고
    상기 구형 간격재를 상기 제1 및 제2 절연 기판면에 부착하는 접착제를 포함하고,
    상기 접착제는 상기 구형 간격재를 둘러싸는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 접착제가 상기 제1 절연 기판과 접촉하는 면적과 상기 제2 절연 기판과 접촉하는 면적은 상기 제1 절연 기판까지의 거리와 상기 제2 절연 기판까지의 거리가 동일한 평면을 따라 자른 상기 구형 간격재의 단면적보다 큰 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 접착제가 상기 제1 절연 기판과 접촉하는 면적과 상기 제2 절연 기판과 접촉하는 면적은 상기 제1 절연 기판까지의 거리와 상기 제2 절연 기판까지의 거리가 동일한 평면을 따라 자른 상기 구형 간격재의 단면적 및 상기 접착제의 단면적의 합보다 큰 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 접착제는 아크릴계 접착제인 액정 표시 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 절연 기판은 가요성 기판인 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 가요성 기판은 플라스틱 기판인 액정 표시 장치.
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